高二参考答案：
1．B
【详解】A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过通电导线周围产生的磁场实现的，选项A错误；
B．乙图中，若在ab的两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则由于穿过线圈的磁通量不断变化，则会在另一线圈中产生感应电流，则接在cd端的电流表会有偏转，选项B正确；
C．丙图中，电磁炉利用在金属锅底中产生的涡流来加热食物，选项C错误；
D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电流的磁效应现象，选项D错误。
故选B。
2．D
【详解】物体受到竖直向下的洛伦兹力，和重力、竖直向上的支持力，因在竖直方向没有发生位移，没有加速度，所以运动过程物体所受的合力大小为0N。
故选D。
3．D
【详解】A．题图为交流发电机的示意图，故而在线圈转动的过程中，产生交流电流，A错误；
B．转到图乙位置时，线圈中磁通量为零，线圈中产生的感应电动势最大，故B错误；
C．转到图丙位置时，线圈中磁通量最大，线圈中产生的感应电流为零，故C错误；
D．转到图乙位置时，AB边向下切割磁感线，由右手定则可知线圈中的电流方向为ADCBA；转到图丁位置时，AB边向上切割磁感线，由右手定则可知线圈中的电流方向为ABCDA；所以感应电流方向相反，D正确。
故选D。
4．D
【详解】AB．开关S闭合瞬间，线圈L因自感对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A与B串联，因此两灯同时亮，且亮度相同，稳定后B灯被短路熄灭，A灯更亮，故A、B错误；
CD．电路稳定后当开关S突然断开瞬间，A灯中不会再有电流通过，故A灯马上熄灭，由于自感现象，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源与B灯构成闭合回路放电，B灯闪亮一下再熄灭，故C错误、D正确。
故选D。
5．B
【详解】根据题意做出粒子的圆心如图所示
设圆形磁场区域的半径为R，根据几何关系有第一次的半径
第二次的半径
根据洛伦兹力提供向心力有
可得
所以
故选B。
6．A
【详解】A．每当e转换方向时，e=0，根据，则通过线圈的磁通量变化率刚好为零，选项A正确；
B．时刻，e=0，线圈平面与磁场垂直，通过线圈的磁通量绝对值最大，B错误；
C．时刻,感应电动势的绝对值最大，则线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量为0，通过线圈的磁通量绝对值最小，C错误；
D．时刻，e=0，根据，通过线圈的磁通量变化率的绝对值为0，D错误；
故选A。
7．B
【详解】设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比．如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L，根据安培力计算公式，可知，得，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN所受的合力大小为，故本题选B．
8．C
【详解】设稳定后，a、b棒的速度大小分别为、，则回路中的电动势为
回路中的电流为
到稳定状态后，电路中的电流恒定，即电动势恒定，则导体棒的加速度恒定，令a、b加速度分别为a1、a2，则有
则有
对a、b、c进行受力分析，如图所示
对a棒受力分析
对b棒受力分析
对c受力分析
解得
，，
故选C。
9．BC
【详解】当电流的方向与磁场方向平行，则不受安培力作用，故A错误；磁场对电流的作用力通常称为安培力，安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力，故B正确；这两种力的方向都可以用左手定则来判断，故C正确；安培力垂直通电导线，导线的运动方向可以与速度平行，故安培力可以做正功，因洛伦兹力总垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力的瞬时功率为零，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功，故D错误．所以BC正确，AD错误．
10．ABC
【详解】A．等离子体喷入磁场中要受到洛伦兹力作用，由左手定则知正离子受到的洛伦兹力向下，将向下偏转，负离子受到的洛伦兹力向上，将向上偏转，所以上极板A带负电，是电源的负极。下板B带正电，是电源的正极。故A正确；
BCD．当电场力与洛伦兹力平衡时，离子做匀速直线运动，不再打到极板上，电源的电动势稳定，则
得电动势的大小为
E=Bdv
则流过R的电流为
而，则得电流大小为
两极板间电势差为
故BC正确，D错误。
故选ABC。
11．AD
【详解】B．带正电荷的粒子进入速度选择器，所受静电力向右，则洛伦兹力必须向左，根据左手定则可判断速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，故B错误；
C．能通过狭缝P的带电粒子在速度选择器中做直线运动，受力平衡，则
所以得
故C错误；
AD．粒子进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则
则得
其中E、B、B0都是定值，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，则粒子的轨道半径R越小，电荷量相同的粒子的质量越小，所以质谱仪是分析同位素的重要工具，故AD正确。
故选AD。
12．BC
【详解】A．由右手定则可知，AB杆向上运动过程电流方向由a到b，故A错误；
B．设AB杆向上运动的距离为s，AB杆向上运动过程，由法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势
平均感应电流
通过定值电阻的电荷量
解得
s＝
设AB杆向上运动过程回路产生的热量为Q，由能量守恒定律得
＝Q+mgs sinα
R上产生的热量
QR＝Q
解得
QR＝[mv2﹣sinα]
故B正确；
C．设AB杆向上运动的时间为t，由动量定理得
其中
解得
t=
故C正确；
D．AB杆向下做匀速直线运动时速度最大，设AB杆向下运动的最大速度为vm，AB杆切割磁感线产生的感应电动势
E=BLvm
感应电流
AB杆受到的安培力
F=BIL=
对AB杆，由平衡条件得
mgsinα=
解得
vm=
故D错误。
故选BC。
13． 右 AB AD
【详解】（1）[1]根据左手定则，可以判断出此时金属棒受到的安培力方向为水平向右，则可观察到金属棒水平向右运动；
（2）[2] 若要改变金属棒的运动方向，则应使安培力的方向发生改变，可改变电流的方向或改变磁场的方向，故选AB；
（3）[3]由
可知要使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，则应增大导体棒所受安培力或延迟加速时间；增加金属水平导轨的长度可使加速时间更长，即可获得更大速度
由
可知，要增大导体棒所受安培力可向左移动滑动变阻器的滑片或增加金属水平导轨的间距，故选AD。
14． 发生 发生 BD
【详解】（1）[1]电路连接如图所示
（2）[2] 将线圈A迅速插入线圈B时，穿过线圈B的磁通量发生变化，会产生感应电流，所以灵敏电流计指针将发生偏转；
[3] 线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，线圈A产生的磁场强度发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，会产生感应电流，所以灵敏电流计指针将发生偏转。
（3）[4]如果线圈B两端不接任何元件，则无法形成闭合回路，当穿过线圈B的磁通量变化时，会产生电磁感应现象，即线圈B电路中将产生感应电动势，但无法形成感应电流，感应电动势的方向与感应电流的方向都可以用楞次定律判断。
故选BD。
15．（1）6m/s；（2）0.9J
【详解】（1）导体棒匀速运动，则
又
得
（2）根据能量守恒
导体棒ab上产生的焦耳热为
得
16．（1）；（2）
【详解】（1）设磁感应强度为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r。粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
粒子运动轨迹如图所示
由几何知识得
解得
（2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，则
甶图知，粒子在磁场中做圆周运动对应的圆心角为
粒子在磁场中运动的时间
联立得
17．（1）；（2），方向垂直导体板向下；（3）
【详解】（1）粒子直线加速，根据功能关系有
解得
（2）速度选择器中电场力与洛伦兹力平衡
得
方向垂直导体板向下。
（3）粒子在全程电场力做正功，根据功能关系有
解得
18．（1）；方向水平向左；（2）；（3）；
【详解】（1）细金属杆M以初速度向右刚进入磁场时，产生的动生电动势
由愣次定律可知，电流方向为逆时针，电流的大小为
则所受的安培力大小为
由左手定则可知，安培力的方向水平向左。
（2）根据动量守恒有
解得金属杆N出磁场时，金属杆M的速度
根据能量守恒有
金属杆M上产生的焦耳热
解得
（3）金属杆N在磁场内运动过程中，由动量定理有
且
联立解得通过回路的电荷量
设两杆在磁场中相对靠近的位移为，有
又
整理可得
联立可得
若两杆在磁场内刚好相撞，N到ab的距离最小，则保密★启用前
2023-2024 学年度第二学期第一次质量检测
高二物理试卷 2024.3
考试范围：选择性必修二 1.1-3.2； 考试时间：90 分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第 I 卷（选择题）
一、单选题(本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分）
1．对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（ ）
A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
B．乙图中，若在 ab的两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则接在 cd端的电流表会有偏转
C．丙图中，电磁炉利用其线圈产生的涡流来加热食物
D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象
2．在 B 2T的匀强磁场中，一质量m 1kg带正电 q 1C的物体沿光滑的绝缘水平面以初速度v0 10m / s
向左运动，g 10m / s2，如图，运动过程中物体受合力的大小为（ ）
A．10N B． 20N C．30N D．0N
3．如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的
线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中，下列说法正确的是（左
侧磁极为 N极，右边侧极为 S极）（ ）
A．线圈转动的过程中，产生直流电流
B．转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零
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{#{QQABQQKAogCoQJIAABgCQQESCAOQkAGACKoOBBAIoAAAyBFABAA=}#}
C．转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大
D．转到图乙和图丁位置时，线圈产生的感应电流方向相反
（4题图） （5题图） （7题图）
4．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和 B是两个完全相同的小灯
泡。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关 S后，A灯亮，B灯不亮
B．闭合开关 S后，A灯亮，B灯慢慢变亮
C．开关 S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A、B灯都闪亮一下
D．开关 S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭
5．如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为 m、电荷量为 q q 0 的带电粒子从圆周上
的 M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为 v1，离开磁场时速度方向偏转90 ；
v1
若射入磁场时的速度大小为 v2，离开磁场时速度方向偏转60 ，不计重力，则 v 为（ ）2
A 1． B 3 C 3． ． D．
2 33 2
6．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势 e随时间
t的变化规律如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．每当 e转换方向时，通过线圈的磁通量变化率刚好为零
B． t1时刻通过线圈的磁通量绝对值最小
C． t2 时刻通过线圈的磁通量绝对值最大
D． t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
7．如图，等边三角形线框 LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感
应强度方向垂直，线框顶点 M、N与直流电源两端相接，已知导体棒 MN受到的安培力大小为 F，则
线框 LMN受到的安培力的大小为（ ）
A．2F B．1.5F C．0.5F D．0
8．两根质量均为 m的光滑金属棒、b垂直放置在如图所示的足够长的水平导轨上，两金属棒与导轨
接触良好，导轨左边间距是右边间距的 2倍，两导轨所在的区域处于竖直向下的匀强磁场中。一根不
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{#{QQABQQKAogCoQJIAABgCQQESCAOQkAGACKoOBBAIoAAAyBFABAA=}#}
可伸长的绝缘轻质细线一端系在金属棒 b的中点，另一端绕过轻小光滑定滑轮与质量也为 m的重物 c
相连，线的水平部分与导轨平行且足够长，c离地面足够高，重力加速度为 g。由静止释放重物 c后，
两金属棒始终处在各自的导轨上垂直于导轨运动，达到稳定状态后，细线中的拉力大小为（导轨电阻
忽略不计）（ ）
2 3mg 5A． mg B． C． mg D．mg
5 5 9
二、多选题(本题共 4小题，每小题 4 分，共 16分）
9．关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（ ）
A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C．这两种力的方向都可以用左手定则来判断
D．安培力不能对通电导体做功，洛伦兹力对电荷也不做功
10．磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，如图是它的示意图。平行金
属板 A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒
子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把 A、B和电阻 R连接，设 A、B两板间距为 d，正
对面积为 S，等离子体的电阻率为ρ，磁感应强度为 B，等离子体以速度 v沿垂直于磁场的方向射入 A、
B两板之间，则下列说法正确的是（左侧磁极为 N极，右侧磁极为 S极）（ ）
A．A是直流电源的负极
B．电源的电动势为 Bdv
BdvSR
C．极板 A、B间电压大小为 RS d
Bdv
D．回路中电流为
R
（10题图） （11题图） （12题图）
11．如图是质谱仪的工作原理示意图，电荷量相同的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。
速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为 B和 E。平板 S上有可让粒子通过的狭缝
P和记录粒子位置的胶片 A1A2。平板 S下方有强度为 B0 的匀强磁场。下列表述正确的是（ ）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
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{#{QQABQQKAogCoQJIAABgCQQESCAOQkAGACKoOBBAIoAAAyBFABAA=}#}
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
E
C．能通过狭缝 P的带电粒子的速率等于 B0
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的质量越小
12．如图所示，电阻不计且足够长的光滑导轨与水平面成α角，导轨的宽度和 AB杆的长度均为 L，磁
感应强度为 B的匀强磁场垂直导轨向下，质量为 m的 AB杆的电阻为 r，受一冲量作用后以 v的速度
沿导轨向上运动，经一段时间到达最高点，已知在此过程中测得通过定值电阻 R的电荷量为 q，杆始
终与导轨垂直，重力加速度大小为 g，则下列说法正确的是（ ）
A．AB杆向上运动时电流方向由 b到 a
R 1 mgq(R r)
B．AB杆向上运动过程中 R产生的热量为 QR＝ [ mv2﹣ sinα]R r 2 BL
mv BLq
C．AB杆向上运动的时间为 mg sin a
mgR sin a
D．AB杆向下运动的最大速度为
B2L2
第 II 卷（非选择题）
三、实验题(本题共 2 小题 ，每空 2分 ，共计 14 分）
13．如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形磁铁两极
中间的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面开始时，金属棒放在导轨正中间的位置处，当金属棒受到
安培力作用时沿导轨运动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦（上侧磁极为 N极，下侧磁极为 S极）。
（1）闭合开关，观察到金属棒水平向 运动（填“左”或“右”）；
（2）若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是 ；
A．仅改变电流的方向 B．仅改变磁场的方向
C．电流的方向和磁场的方向同时改变 D．调节滑动变阻器的滑片，减少接入电路的电阻
（3）为了使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，下列措施可行的是 。
A．增加金属水平导轨的长度 B．增加金属棒的长度
C．向右移动滑动变阻器的滑片 D．增加金属水平导轨的间距
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{#{QQABQQKAogCoQJIAABgCQQESCAOQkAGACKoOBBAIoAAAyBFABAA=}#}
14．如图为“探究电磁感应现象”的实验装置．图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺的导线补接完整；
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将线圈 A迅速插入线圈 B时，灵敏电流计指针将 偏转（选填“发生”或“不发生”）；
②线圈 A插入线圈 B后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针 偏转（选填“发
生”或“不发生”）；
（3）在做“探究电磁感应现象”实验时，如果线圈 B两端不接任何元件，则线圈 B电路中将 。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
四、解答题(本题共计 4小题 ，15 题 8 分，16 题 8 分，17 题 12 分，18 题 18 分 ，共计 46 分）
15．如图所示，无限长平行光滑金属导轨位于水平面内，间距 L=1m，导轨左端 cd处接有阻值 R =1.5
电阻，空间中存在磁感应强度大小 B =2T的匀强磁场，磁场方向竖直向下。质量 m=0.2kg、有效电阻
r=0.5Ω的导体棒 ab，在 F=12N、方向向右的水平外力作用下向右匀速运动，一段时间后撤去外力 F，
导体棒 ab最终静止。导体棒 ab始终与导轨垂直且接触良好，线框的电阻不计。求：
（1）导体棒 ab向右匀速运动的速度大小 v；
（2）撤去外力到最终静止的过程中，导体棒 ab上产生的焦耳热 Q。
第 5页，共 6页
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16．一个质量为 m电荷量为 q的带电粒子从 x轴上的 P（a，0）点以速度 v，沿与 x正方向成 60°的
方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于 y轴射出第一象限。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度 B；
（2）粒子在磁场中的运动时间。
17．如图所示，M为粒子加速器；N为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和
匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为 B。从 S点释放一初速度为 0、质量为 m、电荷
量为 q的带正电粒子，经 M加速后恰能以速度 v沿直线（图中平行于导体板的虚线）通过 N。不计
重力。
（1）求粒子加速器 M的加速电压 U；
（2）求速度选择器 N两板间的电场强度 E的大小和方向；
（3）仍从 S点释放另一初速度为 0、质量为 2m、电荷量为 q的带正电粒子，离开 N时粒子偏离图中
虚线的距离为 d，求该粒子离开 N时的动能 Ek。
18．如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为 L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大
小为 B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动，磁场内的细金属杆 N
处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M、N的质量分别为
2m、m，在导轨间的电阻分别为 R、2R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。若两杆在磁场
v
内未相撞且 N出磁场时的速度大小为 0 ，求：
3
（1）金属杆M刚进入磁场时受到的安培力 F的大小和方向；
（2）从金属杆M进入磁场到金属杆 N出磁场的过程中，金属杆M上产生的焦耳热 Q；
（3）金属杆 N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量 q及初始时刻 N到 ab的最小距离 x。
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